DE102021109274A1 - Turning tool with shape memory component - Google Patents
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Abstract
Drehwerkzeug (100) zum manuellen Bedienen durch einen Benutzer, wobei das Drehwerkzeug (100) einen Griffabschnitt (102) zum Greifen durch den Benutzer, einen Funktionsabschnitt (104) zum Kraftkoppeln mit einem zu drehenden Bauteil, und ein Formgedächtnisbauteil (106) aufweist, das zum Überführen des Funktionsabschnitts (104) zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen ansteuerbar ist.A turning tool (100) for manual operation by a user, the turning tool (100) having a handle portion (102) for gripping by the user, a functional portion (104) for force coupling to a component to be rotated, and a shape memory component (106) that can be controlled to transfer the functional section (104) between different operating states.
Description
Die Erfindung betrifft ein Drehwerkzeug.The invention relates to a turning tool.
Knarre oder Ratsche sind Bezeichnungen für ein Schraubwerkzeug, das nicht immer wieder neu angesetzt werden muss, wenn zu wenig Raum zur Verfügung steht, um eine vollständige Umdrehung mit einem aufgesetzten Schlüssel ausführen zu können. Um eine Schraubverbindung schrittweise festzuziehen oder zu lösen, wird die Ratsche stattdessen wiederholt um einen bestimmten Winkel hin- und herbewegt. Dabei überträgt die Ratsche die Handkraft in der einen Drehrichtung direkt auf eine Mutter oder Schraube. In der Gegendrehrichtung wird dagegen keine Kraft übertragen, sondern die Ratsche dreht leer. Damit das Werkzeug sowohl für Auf- als auch für Zuschrauben geeignet ist, kann diese Funktion mit einem Hebel oder Drehring am Kopf umgeschaltet werden, so dass die jeweiligen Drehrichtungen für Leerlauf und Kraftübertragung miteinander vertauscht werden.Ratchet or ratchet are designations for a screwing tool that does not have to be started again and again if there is not enough space to complete a complete turn with a wrench attached. Instead, to incrementally tighten or loosen a bolted joint, the ratchet is repeatedly moved back and forth through a specified angle. The ratchet transmits manual force in one direction of rotation directly to a nut or screw. In the opposite direction of rotation, on the other hand, no force is transmitted, but the ratchet rotates idle. To make the tool suitable for both screwing and unscrewing, this function can be switched with a lever or rotating ring on the head, so that the respective directions of rotation for idle and power transmission are reversed.
Die offene Umschaltmechanik einer herkömmlichen Knarre zum Umschalten zwischen Rechtsbetrieb und Linksbetrieb ist anfällig für ein Eindringen von Staub und dergleichen, wodurch die Lebensdauer der Knarre beschränkt wird.The open switching mechanism of a conventional ratchet for switching between right-hand operation and left-hand operation is susceptible to ingress of dust and the like, which limits the life of the ratchet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehwerkzeug mit erhöhter Lebensdauer bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a turning tool with increased durability.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.This object is solved by the subject matter with the features according to the independent patent claim. Further embodiments are shown in the dependent claims.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Drehwerkzeug zum manuellen Bedienen durch einen Benutzer geschaffen, wobei das Drehwerkzeug einen Griffabschnitt zum Greifen durch den Benutzer, einen Funktionsabschnitt zum Kraftkoppeln mit einem zu drehenden Bauteil, und ein Formgedächtnisbauteil aufweist, das zum Überführen des Funktionsabschnitts zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen ansteuerbar ist.According to an embodiment of the present invention, a turning tool for manual operation by a user is provided, the turning tool having a handle portion for gripping by the user, a functional portion for force-coupling with a component to be rotated, and a shape memory component for transferring the functional portion between different Operating states can be controlled.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Drehwerkzeug“ insbesondere ein von einem Benutzer bedienbares Hilfsmittel verstanden werden, dass im Betrieb in Drehung versetzt werden kann. Beispielsweise kann ein solches Drehwerkzeug für Montage- oder Reparaturarbeiten eingesetzt werden. Das Drehwerkzeug kann mit Muskelkraft oder mit elektrischer Energie betrieben werden. Beispiele für derartige Drehwerkzeuge sind Knarren, Schraubendreher, Akkuschrauber, Bohrmaschinen, etc. Insbesondere kann das Drehwerkzeug ein Handwerkzeug oder eine Handmaschine sein.In the context of the present application, a “rotary tool” can be understood in particular as an aid that can be operated by a user and that can be rotated during operation. For example, such a rotary tool can be used for assembly or repair work. The rotary tool can be operated with muscle power or with electrical energy. Examples of such rotary tools are ratchets, screwdrivers, cordless screwdrivers, drills, etc. In particular, the rotary tool can be a hand tool or a hand machine.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Griffabschnitt“ insbesondere ein Teil des Drehwerkzeugs verstanden werden, das bestimmungsgemäß von einem Benutzer ergriffen wird oder händisch gehalten wird. Insbesondere kann der Griffabschnitt ein Griffstück sein.In the context of the present application, a “handle section” can be understood in particular as a part of the rotary tool that is intended to be gripped by a user or held by hand. In particular, the handle section can be a handle.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Funktionsabschnitt“ insbesondere ein Teil des Drehwerkzeugs verstanden werden, das die Werkzeugfunktion des Drehwerkzeugs bereitstellt. Insbesondere kann der Funktionsabschnitt Kraft zwischen dem Drehwerkzeug und einem mittels des Drehwerkzeugs zu betätigenden Körper (beispielsweise eine Mutter oder eine Schraube) übertragen.In the context of the present application, a “functional section” can be understood in particular as a part of the lathe tool that provides the tool function of the lathe tool. In particular, the functional section can transmit force between the turning tool and a body (for example a nut or a screw) to be actuated by means of the turning tool.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter einem „Formgedächtnisbauteil“ insbesondere ein Bauteil des Drehwerkzeugs verstanden werden, dessen Bauteilfunktion ganz oder teilweise auf einem Formgedächtnismaterial (insbesondere einer Formgedächtnislegierung) beruht, das abhängig von seiner Temperatur unterschiedliche räumliche oder strukturelle Konfigurationen einnehmen kann. Formgedächtnislegierungen können beispielsweise durch spezielle Metalle gebildet werden, die in mindestens zwei unterschiedlichen Kristallstrukturen existieren können. Solche Formgedächtnislegierungen können sich an eine frühere Formgebung trotz nachfolgender Verformung scheinbar erinnern, d.h. bewegen sich selbsttätig bei einer entsprechenden Temperaturänderung in eine andere Konfiguration zurück. Dieses Phänomen kann bei Formgedächtnislegierungen reversibel sein, sodass solche Materialien gesteuert durch eine bereitgestellte Temperatur zwischen unterschiedlichen räumlichen oder strukturellen Konfigurationen hin und her geschaltet werden können. Beispiele für als Formgedächtnislegierung verwendbare Materialien sind Nickel-Titan (insbesondere Nitinol) oder Nickel-Titan-Kupfer.In the context of the present application, a “shape memory component” can be understood in particular as a component of the turning tool whose component function is based entirely or partially on a shape memory material (in particular a shape memory alloy) that can assume different spatial or structural configurations depending on its temperature. Shape memory alloys can be formed, for example, by special metals that can exist in at least two different crystal structures. Such shape memory alloys can apparently remember an earlier shape despite subsequent deformation, i.e. automatically move back into a different configuration with a corresponding temperature change. This phenomenon can be reversible in shape memory alloys, such that such materials can be switched back and forth between different spatial or structural configurations under the control of an applied temperature. Examples of materials that can be used as a shape memory alloy are nickel-titanium (especially nitinol) or nickel-titanium-copper.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung können unter „unterschiedlichen Betriebszuständen des Funktionsabschnitts“ insbesondere unterschiedliche räumliche oder strukturelle Konfigurationen von Formgedächtnismaterial (und optional von damit strukturell zusammenwirkendem anderen Material) des Formgedächtnisbauteils verstanden werden, die zu unterschiedlichen Funktionszuständen oder Funktionen (wie beispielsweise einem Rechtsbetrieb oder einem Linksbetrieb einer Knarre) oder zu einer Aktivierung oder Deaktivierung einer Funktion (zum Beispiel einer Verriegelung oder einer Entriegelung einer auf einen Abtrieb einer Knarre aufgesetzten Nuss) des Funktionsabschnitts und somit des Drehwerkzeugs führen.In the context of the present application, "different operating states of the functional section" can be understood to mean, in particular, different spatial or structural configurations of shape memory material (and optionally other material that structurally interacts with it) of the shape memory component, which lead to different functional states or functions (such as right-hand operation or left-hand operation a ratchet) or to an activation or deactivation of a function (for example locking or unlocking a socket placed on an output of a ratchet) of the functional section and thus of the turning tool.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Drehwerkzeug (insbesondere eine Knarre oder ein Schraubendreher) bereitgestellt, das aufgrund des Einsatzes eines im Inneren des Drehwerkzeugs integrierbaren Formgedächtnisbauteils dicht ausgebildet werden kann. Dadurch kann mit Vorteil ein Eindringen von Staub und anderen Fremdkörpern ins Innere des Drehwerkzeugs vermieden werden. Grund hierfür ist, dass bei Verwendung eines Formgedächtnisbauteils eine Bauteilfunktion im Inneren des Drehwerkzeugs implementierbar ist (beispielsweise eine Umschaltmechanik im Inneren des Drehwerkzeugs integrierbar ist). Dies ermöglicht wiederum im Unterschied zu einer nach außen offenen Bauteilfunktion (beispielsweise Umschaltmechanik) eine längere Lebensdauer des Drehwerkzeugs, insbesondere weit oberhalb von zwei Jahren.According to an exemplary embodiment of the invention, a turning tool (in particular a ratchet or a screwdriver) is provided that can be made tight due to the use of a shape memory component that can be integrated inside the turning tool. This advantageously prevents dust and other foreign bodies from penetrating into the interior of the turning tool. The reason for this is that when using a shape memory component, a component function can be implemented inside the turning tool (for example, a switching mechanism can be integrated inside the turning tool). In contrast to a component function that is open to the outside (for example switching mechanism), this in turn enables a longer service life of the turning tool, in particular well over two years.
Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele des Drehwerkzeugs beschrieben.Additional exemplary embodiments of the turning tool are described below.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Drehwerkzeug eine Energieversorgungseinrichtung aufweisen, insbesondere mindestens eine (zum Beispiel auswechselbare) Batterie oder mindestens ein (insbesondere wiederaufladbarer, weiter insbesondere induktiv wiederaufladbarer) Akku, zum selektiven Versorgen des Formgedächtnisbauteils mit Energie zum Überführen des Funktionsabschnitts zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen. Um das Formgedächtnisbauteil zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen zu überführen, kann ein Überführen von Formgedächtnismaterial des Formgedächtnisbauteils von einer Temperatur unterhalb einer Grenztemperatur (die auch als Umwandlungstemperatur bezeichnet werden kann) auf eine Temperatur oberhalb der Grenztemperatur bzw. von einer Temperatur oberhalb einer (identischen oder anderen) Grenztemperatur auf eine Temperatur unterhalb der Grenztemperatur durchgeführt werden. Die Bereitstellung von Energie für eine entsprechende Temperaturerhöhung kann bevorzugt durch elektrische Energie erfolgen, die von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellt werden kann. Mit Vorteil kann von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellter elektrischer Strom direkt durch ein elektrisch leitfähiges Formgedächtnismaterial geleitet werden, um zwischen unterschiedlichen Konfigurationen des Formgedächtnisbauteils und folglich unterschiedlichen Betriebszuständen des Funktionsabschnitts umzuschalten.According to an exemplary embodiment, the rotary tool can have an energy supply device, in particular at least one (e.g. replaceable) battery or at least one (in particular rechargeable, more particularly inductively rechargeable) rechargeable battery, for selectively supplying the shape memory component with energy for transferring the functional section between the different operating states. In order to transfer the shape memory component between the different operating states, the shape memory material of the shape memory component can be transferred from a temperature below a limit temperature (which can also be referred to as the transition temperature) to a temperature above the limit temperature or from a temperature above an (identical or different) Limit temperature are carried out to a temperature below the limit temperature. Energy for a corresponding increase in temperature can preferably be provided by electrical energy, which can be provided by the energy supply device. Electrical current provided by the energy supply device can advantageously be conducted directly through an electrically conductive shape memory material in order to switch between different configurations of the shape memory component and consequently different operating states of the functional section.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Temperaturerhöhung über eine Grenztemperatur hinaus zu einem Überführen des Formgedächtnismaterials des Formgedächtnisbauteils in eine räumlich erweiterte Konfiguration führen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine Temperaturerhöhung über eine Grenztemperatur hinaus zu einem Überführen des Formgedächtnismaterials des Formgedächtnisbauteils in eine räumlich kontrahierte Konfiguration führen.According to one exemplary embodiment, a temperature increase above a limit temperature can result in the shape-memory material of the shape-memory component being converted into a spatially expanded configuration. According to another exemplary embodiment, a temperature increase above a limit temperature can result in the shape-memory material of the shape-memory component being converted into a spatially contracted configuration.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Energieversorgungseinrichtung in dem Griffabschnitt des Drehwerkzeugs angeordnet sein. Aufgrund anatomischer Erfordernisse hat ein Griffabschnitt gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel häufig eine ausreichende Größe, um dort die Energieversorgungseinrichtung unterzubringen. Ein Austausch der Energieversorgungseinrichtung (zum Beispiel ein Batteriewechsel) kann zum Beispiel von einer Stirnfläche des Griffabschnitts aus erfolgen.According to an exemplary embodiment, the energy supply device can be arranged in the handle section of the rotary tool. Due to anatomical requirements, a handle portion according to an exemplary embodiment is often of sufficient size to accommodate the energy supply device there. The energy supply device can be exchanged (for example a battery change) for example from an end face of the handle section.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Energieversorgungseinrichtung ausgebildet sein, selektiv einen elektrischen Strom an das Formgedächtnisbauteil anzulegen, um das Formgedächtnisbauteil zwischen unterschiedlichen mechanischen Konfigurationen zu überführen. Vorteilhaft kann ein Formgedächtnismaterial elektrisch leitfähig sein, sodass durch Durchführen von elektrischem Strom durch das Formgedächtnismaterial aufgrund ohmscher Verluste ein Erhitzen des Formgedächtnismaterials auf eine Temperatur oberhalb einer Grenz- bzw. Umwandlungstemperatur und dadurch ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen des Funktionsabschnitts erreichbar ist. Das Durchführen des elektrischen Stroms durch das Formgedächtnismaterial kann also zu hier vorteilhaften ohmschen Verlusten führen, welche die Erwärmung des Formgedächtnismaterials auf eine Temperatur oberhalb der Grenztemperatur bewirkt. Ein Schalten des Formgedächtnisbauteils zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen kann durch bloße Bestromung das Formgedächtnismaterials bzw. durch eine Unterbrechung des Stromflusses durch das Formgedächtnismaterial und somit in einfacher Weise bewerkstelligt werden.According to an exemplary embodiment, the energy supply device can be designed to selectively apply an electrical current to the shape memory component in order to convert the shape memory component between different mechanical configurations. Advantageously, a shape memory material can be electrically conductive, so that by passing electric current through the shape memory material due to ohmic losses, the shape memory material can be heated to a temperature above a limit or transformation temperature and thereby switched between different operating states of the functional section. Passing the electric current through the shape memory material can therefore lead to ohmic losses, which are advantageous here and cause the shape memory material to be heated to a temperature above the limit temperature. Switching the shape memory component between the different operating states can be accomplished simply by energizing the shape memory material or by interrupting the current flow through the shape memory material.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Drehwerkzeug eine Lichtquelle zum Beleuchten eines Arbeitsgebiets des Drehwerkzeugs aufweisen, die mittels der Energieversorgungseinrichtung mit Energie versorgbar ist. Wenn zum Umschalten des Formgedächtnisbauteils zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen des Funktionsabschnitts eine Energieversorgungseinrichtung in dem Drehwerkzeug untergebracht wird, kann diese simultan zum Versorgen der Lichtquelle mit elektrischer Energie zum Beleuchten eines Raumbereichs verwendet werden, der im Betrieb mittels des Funktionsabschnitts bearbeitet wird. Dadurch wird der Benutzerkomfort verbessert, ohne dass die Komplexität des Drehwerkzeugs nennenswert erhöht wird.According to an exemplary embodiment, the turning tool can have a light source for illuminating a working area of the turning tool, which light source can be supplied with energy by means of the energy supply device. If an energy supply device is accommodated in the rotary tool for switching the shape memory component between the different operating states of the functional section, this can simultaneously be used to supply the light source with electrical energy for illuminating a spatial area which is processed by the functional section during operation. This improves user convenience without significantly increasing the complexity of the turning tool.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil eine mechanische Feder (insbesondere eine Druckfeder oder eine Zugfeder) aus einem Formgedächtnismaterial aufweisen oder daraus bestehen, wobei die mechanische Feder in den unterschiedlichen Betriebszuständen unterschiedliche Axiallängen bzw. Axialerstreckungen aufweisen kann. Insbesondere kann die mechanische Feder eine Schraubenfeder oder eine Blattfeder sein. Anschaulich kann eine solche mechanische Feder aus einer Formgedächtnislegierung durch Erwärmung über eine Grenz- oder Umwandlungstemperatur (zum Beispiel durch Bestromung) von einer Ausgangskonfiguration in eine ausgelenkte oder expandierte Konfiguration überführt werden. Bei einer Schraubenfeder kann eine solche Umwandlung des Formgedächtnismaterials also eine Druckkraft generieren. In entsprechender Weise kann eine beispielsweise an einem Gehäuse gelagerte Blattfeder aus einem Formgedächtnismaterial in eine räumlich expandierte Konfiguration überführt werden, in welcher die Blattfeder ausgelenkt wird und eine Druckkraft in dem Funktionsabschnitt auslöst, die wiederum zur Überführung in einen anderen Betriebszustand des Funktionsabschnitts führt.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can have or consist of a mechanical spring (in particular a compression spring or a tension spring) made of a shape memory material, wherein the mechanical spring can have different axial lengths or axial extents in the different operating states. In particular, the mechanical spring can be a helical spring or a leaf spring. Clearly, such a mechanical spring made of a shape memory alloy can be converted from an initial configuration into a deflected or expanded configuration by heating above a limit or transformation temperature (for example by applying current). In the case of a coil spring, such a transformation of the shape-memory material can therefore generate a compressive force. In a corresponding manner, a leaf spring made of a shape memory material and mounted on a housing, for example, can be converted into a spatially expanded configuration in which the leaf spring is deflected and triggers a compressive force in the functional section, which in turn leads to the functional section being switched to another operating state.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil eine mit der mechanischen Feder gekoppelte weitere mechanische Feder aufweisen. Bevorzugt kann die weitere mechanische Feder aus einem Material hergestellt sein, das kein Formgedächtnismaterial ist. Eine erste Grenztemperatur, bei deren Überschreiten sich ein Formgedächtnismaterial räumlich ausdehnt, kann unterschiedlich (insbesondere höher) sein als eine zweite Grenztemperatur, bei deren Unterschreiten (nach vorherigem Überschreiten der ersten Grenztemperatur) sich das Formgedächtnismaterial räumlich wieder zusammenzieht (vergleiche
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können die mechanische Feder und die weitere mechanische Feder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, insbesondere koaxial. Die Kraftübertragung zwischen den beiden mechanischen Federn kann somit entlang deren gemeinsamer Zentralachse erfolgen. Zu diesem Zweck können die beiden mechanischen Federn in Längsrichtung seriell verbunden sein. Ein seitliches Führen der beiden Federn in einem (zum Beispiel hohlzylindrischen) Gehäuse kann eine geführte bzw. definierte Kraftübertragung entlang der Zentralachse sicherstellen. Ein entsprechendes Formgedächtnisbauteil weist exzellente Eigenschaften hinsichtlich der Definiertheit und Steuerbarkeit der Kraftübertragung auf.According to an exemplary embodiment, the mechanical spring and the further mechanical spring can be arranged in a common housing, in particular coaxially. The power transmission between the two mechanical springs can thus take place along their common central axis. For this purpose, the two mechanical springs can be connected in series in the longitudinal direction. A lateral guidance of the two springs in a (for example hollow-cylindrical) housing can ensure a guided or defined force transmission along the central axis. A corresponding shape memory component has excellent properties with regard to the definition and controllability of the power transmission.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil zusätzlich eine andere mechanische Feder aus einem Formgedächtnismaterial und eine mit der anderen mechanischen Feder gekoppelte andere weitere mechanische Feder aufweisen. Anders ausgedrückt kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Anordnung aus Feder und weiterer Feder eine vorzugsweise baugleiche Anordnung aus den beiden anderen Federn verwendet werden, um ein Formgedächtnisbauteil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu erhalten. Wenn die beiden Anordnungen gegenläufig betrieben werden (beispielsweise durch entsprechende Einstellung einer Stromzuführung), können sie beim Umschalten des Funktionsabschnitts zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen einander gegenseitig synergistisch unterstützen.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can additionally have another mechanical spring made of a shape memory material and another further mechanical spring coupled to the other mechanical spring. In other words, in addition to the above-described arrangement of a spring and a further spring, a preferably structurally identical arrangement of the other two springs can be used in order to obtain a shape memory component according to a preferred exemplary embodiment. If the two arrangements are operated in opposite directions (for example by appropriate adjustment of a power supply), they can mutually support each other synergistically when switching the functional section between different operating states.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die mechanische Feder an einer ersten Nockenposition auf einen Umschaltnocken in dem Funktionsabschnitt einwirkend und eine andere mechanische Feder des Formgedächtnisbauteils aus einem Formgedächtnismaterial an einer zweiten Nockenposition auf den Umschaltnocken einwirkend ausgebildet sein, sodass der Umschaltnocken mittels des Formgedächtnisbauteils zwischen zwei Drehstellungen umschaltbar ist. Zum Beispiel können die mechanische Feder und die weitere mechanische Feder an einer ersten Nockenposition auf einen Umschaltnocken in dem Funktionsabschnitt einwirkend und die andere mechanische Feder und die andere weitere mechanische Feder an einer zweiten Nockenposition auf den Umschaltnocken einwirkend ausgebildet sein, sodass der Umschaltnocken mittels des Formgedächtnisbauteils zwischen zwei Drehstellungen umschaltbar ist (vergleiche zum Beispiel
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können die mechanische Feder und die weitere mechanische Feder in axialer Richtung miteinander kraftgekoppelt sein. Anschaulich kann bei einer axialen Serienschaltung der Feder und der weiteren Feder eine uniaxiale (und daher präzise geführte) Kraftübertragung zwischen den Federn erreicht werden. Insbesondere kann die Feder aus Formgedächtnismaterial bei Bestromung ausgelenkt werden und kann eine Axialkraft auf die weitere Feder ausüben. Durch Zusammenwirken der beiden Federn kann auch eine Rückführung der Feder aus Formgedächtnismaterial bei Abkühlung nach vorheriger erwärmungsbedingter Ausdehnung beschleunigt werden.According to an exemplary embodiment, the mechanical spring and the further mechanical spring can be force-coupled to one another in the axial direction. Clearly, with an axial series connection of the spring and the further spring, a uniaxial (and therefore precisely guided) force transmission between the springs can be achieved. In particular, the spring made of shape memory material can be deflected when energized and can exert an axial force on the other spring. The interaction of the two springs can also accelerate the return of the spring made of shape memory material when it cools down after it has previously expanded due to heating.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil einen Flachaktor aus einem Formgedächtnismaterial aufweisen, der in den unterschiedlichen Betriebszuständen unterschiedliche Längserstreckungen aufweist. Zum Beispiel kann der Flachaktor als planare oder ebene Struktur mit sich in unterschiedlichen Richtungen erstreckenden Segmenten ausgebildet sein. Zum Beispiel kann der Flachaktor als Mäanderstruktur (vergleiche
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil zusätzlich einen anderen Flachaktor aus einem Formgedächtnismaterial aufweisen, der in den unterschiedlichen Betriebszuständen unterschiedliche Längserstreckungen aufweist. Wie zum Beispiel in
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der Flachaktor an einer ersten Nockenposition auf einen Umschaltnocken in dem Funktionsabschnitt einwirkend ausgebildet sein und kann der andere Flachaktor an einer zweiten Nockenposition auf den Umschaltnocken einwirkend ausgebildet sein, sodass der Umschaltnocken mittels des Formgedächtnisbauteils zwischen zwei Drehstellungen umschaltbar ist. Eine solche Konfiguration, die in dem Ausführungsbeispiel von
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil einen aus einem Formgedächtnismaterial gebildeten Außenabschnitt des Drehwerkzeugs bilden, der in den unterschiedlichen Betriebszuständen zumindest abschnittsweise ein unterschiedliches Außenmaß aufweist. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil zwischen einer an der Außenseite des Drehwerkzeugs anliegenden Konfiguration und einer über die Außenseite des Drehwerkzeugs zumindest abschnittsweise erhaben überstehenden Konfiguration überführbar sein. Zum Beispiel kann in der anliegenden Konfiguration das Formgedächtnisbauteil eine längsgestreckte Gestalt einnehmen. In der erhaben überstehenden Konfiguration kann das Formgedächtnisbauteil anschaulich ausgebeult sein.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can be transferred between a configuration that rests on the outside of the turning tool and a configuration that protrudes at least in sections from the outside of the turning tool. For example, in the fitted configuration, the shape memory device can assume an elongated shape. In the sublime supreme Current configuration can be clearly bulged the shape memory component.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil als ein Filament aus dem Formgedächtnismaterial ausgebildet sein. Ein solches Filament aus einem Formgedächtnismaterial kann mit besonders geringem Energieeintrag über eine Grenztemperatur zum Umschalten der Konfiguration des Formgedächtnismaterials überführt werden, insbesondere weil eine Filamentgestalt temperaturerhöhende ohmsche Verluste fördert.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can be formed as a filament of the shape memory material. Such a filament made of a shape-memory material can be transferred with a particularly low energy input above a limit temperature for switching the configuration of the shape-memory material, in particular because a filament shape promotes temperature-increasing ohmic losses.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil zum Überführen des Abtriebs zwischen einem eine Nuss an dem Abtrieb befestigenden Zustand, wenn das Formgedächtnisbauteil über die Außenseite des Drehwerkzeugs erhaben übersteht, und einem die Nuss gegenüber dem Abtrieb freigegebenen Zustand, wenn das Formgedächtnisbauteil an der Außenseite anliegt, ausgebildet sein. Ein solches Ausführungsbeispiel stellt also einen Schnelllösemechanismus für ein Lösen einer Nuss von einem Abtrieb des Drehwerkzeugs unter Verwendung eines Formgedächtnisbauteils bereit. Die zeitweilige oder reversible Befestigung von Nuss und Abtrieb aneinander kann zum Beispiel durch einen mittels eines Formgedächtnismaterials betätigten Eingriffskörper zum Eingreifen in eine Aussparung der Nuss oder durch Eingreifen des Formgedächtnismaterials selbst in die Aussparung der Nuss erfolgen. Durch Einfahren des Eingriffskörpers oder des Formgedächtnismaterials in den Abtrieb, ausgelöst durch eine entsprechende Temperatursteuerung des Formgedächtnismaterials, kann die Nuss vom Abtrieb ausgeworfen oder abgenommen werden. Die Nuss ist auf den Abtrieb aufzustecken, um an ihrem freien Ende auf ein Bauteil bzw. Befestigungselement (wie beispielsweise eine Mutter oder eine Schraube) unter Aufbringung einer Drehkraft durch das Drehwerkzeug einzuwirken. Um die Nuss zuverlässig an dem Drehwerkzeug zu befestigen, kann nach Aufstecken der Nuss auf den Abtrieb des Formgedächtnisbauteils durch ausreichende Erwärmung des Formgedächtnismaterials dieses in die erhaben überstehende Konfiguration überführt werden. In dieser Konfiguration kann das Formgedächtnismaterial in eine Nut oder Kerbe oder sonstige Vertiefung der Nuss eingreifen, um die Nuss an den Drehwerkzeug zu verriegeln. Zum Abnehmen der Nuss kann eine Bestromung des Formgedächtnisbauteils beendet werden, wodurch das Formgedächtnismaterial abkühlt und in eine an der Außenseite des Abtriebs anliegende Konfiguration überführt bzw. rückgeführt wird. Der vorherige Formschluss zwischen Formgedächtnismaterial und Vertiefung der Nuss wird dadurch aufgehoben und die Nuss von dem Drehwerkzeug gelöst.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can be used to transfer the output between a state fastening a nut to the output when the shape memory component protrudes beyond the outside of the rotary tool and a state in which the nut is released from the output when the shape memory component is in contact with the outside. be trained. Such an embodiment thus provides a quick release mechanism for releasing a nut from an output of the rotary tool using a shape memory component. The temporary or reversible attachment of nut and output to one another can take place, for example, by means of a shape-memory material-actuated engagement body for engaging in a recess in the nut or by engaging the shape-memory material itself in the recess of the nut. The nut can be ejected or removed from the output by moving the engagement body or the shape memory material into the output, triggered by a corresponding temperature control of the shape memory material. The nut is to be pushed onto the output so that its free end can act on a component or fastening element (such as a nut or a screw) while the turning tool applies a turning force. In order to reliably fasten the nut to the turning tool, after the nut has been slipped onto the output of the shape memory component, the shape memory material can be converted into the raised projecting configuration by sufficient heating of the latter. In this configuration, the shape memory material can engage a groove or notch or other depression in the nut to lock the nut to the turning tool. To remove the nut, the shape memory component can be powered off, as a result of which the shape memory material cools down and is converted or returned to a configuration that rests on the outside of the output. The previous positive connection between the shape memory material and the indentation of the nut is thereby canceled and the nut is released from the turning tool.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der Funktionsabschnitt einen selektiv in einem Rechtsbetrieb oder in einem Linksbetrieb betreibbaren Kraftübertragungsmechanismus zum Übertragen einer Drehkraft von dem Drehwerkzeug auf das zu drehende Bauteil, und eine Umschalteinrichtung zum Umschalten des Kraftübertragungsmechanismus zwischen dem Rechtsbetrieb und dem Linksbetrieb aufweisen, wobei die Umschalteinrichtung das Formgedächtnisbauteil aufweist. Anschaulich kann durch thermisches Aktivieren von Formgedächtnismaterial des Formgedächtnisbauteils (zum Beispiel durch Bestromung) die Umschalteinrichtung in einen Links- oder Rechtsbetrieb überführt werden.According to an exemplary embodiment, the functional section can have a power transmission mechanism, which can be selectively operated in a right-hand operation or in a left-hand operation, for transmitting a rotary force from the rotary tool to the component to be rotated, and a switching device for switching the power transmission mechanism between the right-hand operation and the left-hand operation, the switching device having the Has shape memory component. Clearly, by thermally activating shape-memory material of the shape-memory component (for example by energizing), the switching device can be switched to left-hand or right-hand operation.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der Kraftübertragungsmechanismus ausgebildet sein, im Rechtsbetrieb und im Linksbetrieb jeweils in einer von zwei zueinander inversen Drehrichtungen des Drehwerkzeugs eine Drehkraft auf das zu drehende Bauteil zu übertragen und in einer jeweils entgegengesetzten Drehrichtung leerzulaufen bzw. freizulaufen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zum Beispiel ein mit einem Abtrieb kraftgekoppeltes Zahnrad mit einer Zahnung an einem Umschaltnocken so in Eingriff gebracht wird, dass eine Kraftübertragung in einer Drehrichtung ermöglicht und in der entgegengesetzten Drehrichtung mechanisch verunmöglicht ist.According to an exemplary embodiment, the force transmission mechanism can be designed to transmit a rotational force to the component to be rotated in clockwise and counterclockwise operation in one of two mutually inverse directions of rotation of the rotary tool and to run idle or freewheel in a respective opposite direction of rotation. This can be achieved in that, for example, a gear wheel power-coupled to an output is brought into engagement with teeth on a switchover cam in such a way that power transmission is made possible in one direction of rotation and mechanically impossible in the opposite direction of rotation.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der Kraftübertragungsmechanismus ein mit dem zu drehenden Bauteil koppelbares Zahnrad und einen Umschaltnocken in Eingriff mit dem Zahnrad aufweisen, wobei der Umschaltnocken mittels des Formgedächtnisbauteils der Umschalteinrichtung zwischen einer dem Rechtsbetrieb entsprechenden Stellung und einer dem Linksbetrieb entsprechenden Stellung umschaltbar ist. Ein solcher Umschaltmechanismus kann vollständig im Inneren des Drehwerkzeugs integriert sein und kann daher einen besonders guten Schutz gegen Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit oder Staub bieten.According to an exemplary embodiment, the power transmission mechanism can have a gear wheel that can be coupled to the component to be rotated and a switching cam that engages with the gear wheel, the switching cam being switchable between a position corresponding to right-hand operation and a position corresponding to left-hand operation by means of the shape-memory component of the switching device. Such a switching mechanism can be fully integrated inside the turning tool and can therefore offer particularly good protection against the ingress of dirt, moisture or dust.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der Funktionsabschnitt einen Abtrieb aufweisen, insbesondere ausgebildet zum Aufstecken einer Nuss. Unter einem Abtrieb kann hierbei insbesondere ein außenseitig hervorstehender Überstand am Funktionsabschnitt mit einem nicht rotationssymmetrischen Umfang (zum Beispiel einem Vierkantumfang) verstanden werden, auf den eine Nuss mit einer invers geformten Aussparung aufgesetzt werden kann, um eine Drehmomentübertragung von dem Drehwerkzeug auf die Nuss zu bewirken. Ein freies Ende der an dem Abtrieb montierten Nuss kann mechanisch konfiguriert sein, ein Befestigungselement (wie beispielsweise eine Schraube oder eine Mutter) drehend anzutreiben.According to an exemplary embodiment, the functional section can have an output, in particular designed for attaching a nut. In this context, an output can be understood in particular as an overhang on the functional section protruding on the outside with a non-rotationally symmetrical circumference (e.g. a square circumference), onto which a nut with an inversely shaped recess can be placed in order to transmit torque from the turning tool to the nut . A free end of the nut mounted on the output may be mechanically configured to rotationally drive a fastener (such as a bolt or nut).
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Drehwerkzeug die auf den Abtrieb aufsteckbare oder aufgesteckte Nuss aufweisen. Es ist auch möglich, einen Satz unterschiedlicher Nüsse vorzusehen, von denen jede auf den Abtrieb des Drehwerkzeugs aufsteckbar sein kann. Daher ist es möglich, mit ein und demselben Drehwerkzeug ganz unterschiedliche Befestigungselemente anzutreiben.According to an exemplary embodiment, the turning tool can have the nut that can be attached or attached to the output. It is also possible to provide a set of different nuts, each of which can be slipped onto the output of the turning tool. It is therefore possible to drive a wide variety of fasteners with one and the same rotary tool.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil zum Überführen des Abtriebs zwischen einem die Nuss befestigenden Zustand und einem die Nuss freigegebenen Zustand ausgebildet sein. Das Formgedächtnisbauteil kann somit als reversible Verriegelung für eine Nuss ausgebildet sein.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can be designed to transfer the output between a state that fastens the nut and a state that releases the nut. The shape memory component can thus be designed as a reversible lock for a nut.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil ausgebildet sein, auf einen Eingriffskörper in einer Aussparung des Abtriebs einzuwirken, um den Eingriffskörper zwischen einem nach außen hervorstehenden und eine Nuss in Eingriff nehmenden Zustand einerseits und einem zurückgezogenen und die Nuss freigebenden Zustand andererseits zu überführen. Zum Beispiel kann der Eingriffskörper eine Kugel oder ein Pin sein. Mittels Betätigens eines Formgedächtnisbauteils kann eine Krafteinwirkung auf den Eingriffskörper derart erfolgen, dass der Eingriffskörper die Nuss selektiv befestigt oder freigibt.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can be designed to act on an engagement body in a recess of the output in order to convert the engagement body between an outwardly protruding and nut-engaging state on the one hand and a retracted and nut-releasing state on the other hand. For example, the engagement body can be a ball or a pin. By actuating a shape memory component, a force can be applied to the engagement body in such a way that the engagement body selectively fastens or releases the nut.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil ausgebildet sein, zum Überführen des Eingriffskörpers zwischen dem nach außen hervorstehenden Zustand und dem zurückgezogenen Zustand parallel zu dem Eingriffskörper bewegt zu werden oder winkelig, insbesondere senkrecht, zu dem Eingriffskörper bewegt zu werden. Steht der Eingriffskörper nach außen hervor, wird eine aufgesteckte Nuss verriegelt. Ist der Eingriffskörper zurückgezogen, wird eine aufgestellte Nuss entriegelt.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can be configured to be moved parallel to the engagement body or to be moved angularly, in particular perpendicularly, to the engagement body in order to convert the engagement body between the outwardly projecting state and the retracted state. If the engagement body protrudes outwards, an attached socket is locked. If the engagement body is pulled back, a nut that has been set up is unlocked.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann der Griffabschnitt mindestens eine von einem Benutzer betätigbare Betätigungseinrichtung aufweisen, die zum Überführen des Funktionsabschnitts zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen betätigbar ist. Beispielsweise kann die mindestens eine Betätigungseinrichtung eine Betätigungseinrichtung (beispielsweise ausgebildet durch zwei Knöpfe) zum Überführen des Formgedächtnisbauteils zwischen einem Linksbetrieb und einem Rechtsbetrieb aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann eine Betätigungseinrichtung zum Überführen des Formgedächtnisbauteils zwischen einem eine Nuss befestigenden Zustand eines Abtriebs des Drehwerkzeugs und einem die Nuss freigegebenen Zustand des Abtriebs vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Betätigungseinrichtung einen ersten Knopf zum Einstellen eines Rechtsbetriebs aufweisen. Ferner kann die Betätigungseinrichtung einen zweiten Knopf zum Einstellen eines Linksbetriebs aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Betätigungseinrichtung einen dritten Knopf zum selektiven Verriegeln oder Entriegeln einer Nuss bezüglich eines Abtriebs aufweist.According to an exemplary embodiment, the handle section can have at least one actuation device that can be actuated by a user and that can be actuated to transfer the functional section between the different operating states. For example, the at least one actuating device can have an actuating device (e.g. formed by two buttons) for transferring the shape memory component between left-hand operation and right-hand operation. Alternatively or additionally, an actuating device can be provided for transferring the shape memory component between a state of an output of the turning tool that fastens a nut and a state of the output that releases the nut. For example, the actuator may include a first button for setting right-hand operation. Furthermore, the actuating device can have a second button for setting left-hand operation. It is also possible for the actuating device to have a third button for selectively locking or unlocking a nut with respect to an output.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Formgedächtnisbauteil an und/oder in dem Griffabschnitt und/oder an und/oder in dem Funktionsabschnitt angeordnet sein. Eine solche Integration des Formgedächtnisbauteils im Inneren des Drehwerkzeugs ermöglicht die Herstellung eines besonders platzsparenden Drehwerkzeugs. Eine Integration des Formgedächtnisbauteils ins Innere des Drehwerkzeugs schützt zudem die zugehörige Mechanik vor Verschmutzung und erhöht daher ihre Lebensdauer.According to an exemplary embodiment, the shape memory component can be arranged on and/or in the handle section and/or on and/or in the functional section. Such an integration of the shape memory component in the interior of the turning tool enables the production of a particularly space-saving turning tool. Integrating the shape memory component inside the turning tool also protects the associated mechanics from contamination and therefore increases their service life.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann Formgedächtnismaterial des Formgedächtnisbauteils als eines aus einer Gruppe geformt sein, die besteht aus einem Draht, einer Feder, einer Hülse und einer Membran. Das Formgedächtnismaterial kann also ganz unterschiedliche Formen aufweisen, die entsprechend der gewünschten Funktionalität frei wählbar sind.According to an exemplary embodiment, shape memory material of the shape memory device may be formed as one of a group consisting of a wire, a spring, a sleeve, and a membrane. The shape-memory material can therefore have very different forms, which can be freely selected according to the desired functionality.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Drehwerkzeug als Ratsche (auch als Knarre bezeichnet) oder als Schraubendreher (zum Beispiel Schraubendreher mit Ratschenfunktion) ausgebildet sein. Andere Drehwerkzeuge mit Formgedächtnisbauteil sind ebenfalls möglich, beispielsweise ein Akkuschrauber oder eine Bohrmaschine.According to an exemplary embodiment, the turning tool can be designed as a ratchet (also referred to as a ratchet) or as a screwdriver (for example a screwdriver with a ratchet function). Other rotary tools with a shape memory component are also possible, for example a cordless screwdriver or a drill.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
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1A zeigt eine Seitenansicht und1B zeigt eine Draufsicht eines Drehwerkzeugs gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
2A zeigt eine Querschnittsansicht und2B zeigt eine Querschnittsansicht eines Details des Drehwerkzeugs gemäß1A und1 B . -
2C und2D zeigen Messergebnisse an einem Formgedächtnisbauteil gemäß2A und2B . -
2E und2F zeigen das Formgedächtnisbauteil gemäß2A und2B in zwei unterschiedlichen Konfigurationen. -
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Details eines Drehwerkzeugs gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
4A zeigt eine Seitenansicht und4B zeigt eine Querschnittsansicht eines Details eines Drehwerkzeugs gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
5A zeigt eine Seitenansicht und5B zeigt eine Querschnittsansicht eines Details eines Drehwerkzeugs gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
6A zeigt eine Seitenansicht,6B zeigt eine Querschnittsansicht eines Details und6C zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Details eines Drehwerkzeugs gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
7A zeigt eine Seitenansicht und7B zeigt eine Querschnittsansicht eines Details eines Drehwerkzeugs gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
8 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drehwerkzeugs gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Betriebszustand und9 zeigt eine Querschnittsansicht des Drehwerkzeugs in einem zweiten Betriebszustand. -
10 zeigt unterschiedliche räumliche Ansichten eines Drehwerkzeugs gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1A shows a side view and1B 12 shows a plan view of a turning tool according to an exemplary embodiment of the invention. -
2A shows a cross-sectional view and2 B FIG. 12 shows a cross-sectional view of a detail of the turning tool according to FIG1A and1 B . -
2C and2D show measurement results on a shape memory component according to2A and2 B . -
2E and2F show the shape memory device according to FIG2A and2 B in two different configurations. -
3 Figure 12 shows a cross-sectional view of a detail of a turning tool according to another exemplary embodiment of the invention. -
4A shows a side view and4B Figure 12 shows a cross-sectional view of a detail of a turning tool according to yet another exemplary embodiment of the invention. -
5A shows a side view and5B Figure 12 shows a cross-sectional view of a detail of a turning tool according to yet another exemplary embodiment of the invention. -
6A shows a side view,6B shows a cross-sectional view of a detail and6C Figure 12 shows a three-dimensional view of a detail of a turning tool according to yet another exemplary embodiment of the invention. -
7A shows a side view and7B Figure 12 shows a cross-sectional view of a detail of a turning tool according to yet another exemplary embodiment of the invention. -
8th 12 shows a cross-sectional view of a rotary tool according to yet another exemplary embodiment of the invention in a first operating state and9 shows a cross-sectional view of the turning tool in a second operating state. -
10 shows different spatial views of a turning tool according to a further exemplary embodiment of the invention.
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.Identical or similar components in different figures are provided with the same reference numbers.
Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden, sollen noch einige allgemeine Aspekte von Ausführungsbeispielen der Erfindung erläutert werden:
- Knarren mit einer aufsteckbaren Nuss gehören zum Stand der Technik. Ist eine Nuss auf die Knarre aufgesteckt, kann ein Schraubenkopf in die Nuss eingeführt werden, um eine Schraube in einen Gegenstand zu schrauben oder aus diesem Gegenstand herauszuschrauben. Am Schraubenkopf kann eine mechanische Umschaltung vorgesehen sein, um die Knarre zwischen Rechts- und Linkslauf umzuschalten (entsprechend einem Rein- bzw. Rausschrauben einer Schraube). Für die Umschaltung zwischen Rechts- und Linkslauf einer Knarre kann ein von Hand verdrehbarer Umschaltnocken in zwei Positionen positionierbar sein (entsprechend einem Rechts- bzw. Linkslauf). An dem einen Ende kann der Umschaltnocken durch eine federbelastete Kugel in der jeweiligen der zwei Positionen gehalten werden. An dem anderen Ende kann der Umschaltnocken mit einem Zahnrad in Eingriff gebracht sein, das mit dem Vierkant-Abtrieb verbunden ist.
- Ratchet with an attachable nut belong to the prior art. If a nut is attached to the ratchet, a screw head can be inserted into the nut in order to screw a screw into or out of an object. A mechanical switch can be provided on the screw head in order to switch the ratchet between clockwise and counterclockwise rotation (corresponding to screwing a screw in or out). For switching between clockwise and counterclockwise rotation of a ratchet, a manually rotatable switchover cam can be positioned in two positions (corresponding to clockwise or counterclockwise rotation). At one end, the changeover cam can be held in either of the two positions by a spring-loaded ball. At the other end, the switching cam can be brought into engagement with a gear which is connected to the square drive.
Diese Grundkonstruktion einer Knarre ist seit vielen Jahren unverändert.This basic construction of a ratchet has not changed for many years.
Allerdings hat eine solche herkömmliche Knarre eine nur eingeschränkte Bedienfreundlichkeit. Außerdem ist die Lebenszeit einer solchen Knarre eingeschränkt, da Staub in den von außen zugänglichen Umschaltmechanismus gelangen kann.However, such a conventional ratchet has only limited user-friendliness. In addition, the service life of such a ratchet is limited, since dust can get into the switching mechanism, which is accessible from the outside.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden einem Anwender eines Drehwerkzeugs, insbesondere einer Knarre, Funktionen bereitgestellt, die eine einfachere Handhabung und eine längere Lebensdauer ermöglichen. Insbesondere kann ein Formgedächtnisbauteil zum Umschalten des Drehwerkzeugs zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen eines Funktionsabschnitts in dem Drehwerkzeug integriert werden. Indem ein solches Formgedächtnisbauteil von außen unzugänglich im Inneren des Drehwerkzeugs implementiert ist, ist das Drehwerkzeug weniger anfällig für das Eindringen von Staub und Schmutz sowie Feuchtigkeit und hat daher eine erhöhte Lebensdauer.According to an exemplary embodiment of the invention, a user of a turning tool, in particular a ratchet, is provided with functions that enable easier handling and a longer service life. In particular, a shape memory component for switching the turning tool between different operating states of a functional section can be integrated in the turning tool. By implementing such a shape memory component inside the turning tool inaccessible from the outside, the turning tool is less susceptible to the ingress of dust and dirt as well as moisture and therefore has an increased service life.
Durch eine Energieversorgungseinrichtung (zum Beispiel eine Batterie) in einem Handgriff des Drehwerkzeugs (insbesondere einer Knarre) und durch ein Formgedächtnisbauteil mit einer Formgedächtnislegierung kann eine Erleichterung der Bedienung bereitgestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Umschaltung zwischen einem Rechtslauf und einem Linkslauf für handbetriebene Drehwerkzeuge (wie zum Beispiel eine Knarre, ein Schraubendreher, etc.) erreicht werden.A power supply device (for example a battery) in a handle of the rotary tool (in particular a ratchet) and a shape memory component with a shape memory alloy can make operation easier. According to one embodiment, switching between clockwise rotation and counterclockwise rotation for hand-operated rotary tools (such as a ratchet, screwdriver, etc.) can be achieved.
An der Unterseite des Handgriffs oder umlaufend um den Werkzeugkopf (insbesondere einen Knarrenkopf) kann mindestens eine Leuchtdiode angeordnet sein, die durch Betätigen einer Betätigungseinrichtung (zum Beispiel ein Knopf) auf dem Handgriff schaltbar sein kann und die mit der Energieversorgungseinrichtung (zum Beispiel einer Batterie) im Handgriff verbunden sein kann, um ein Arbeitsgebiet des Werkzeugkopfs zu beleuchten.At least one light-emitting diode can be arranged on the underside of the handle or around the tool head (in particular a ratchet head), which can be switched on by actuating an actuating device (e.g. a button) on the handle and which can be connected to the energy supply device (e.g. a battery) can be connected in the handle to illuminate a working area of the tool head.
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Wie in
Wie in
Wiederum bezugnehmend auf
Auf diese Weise kann ein in
Wie in
Gemäß
Der Funktionsabschnitt 104 weist einen Abtrieb 132 auf, der starr mit dem Zahnrad 140 gekoppelt ist und zum Aufstecken einer nicht dargestellten Nuss dient. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Abtrieb 132 ein Vierkant-Profil, kann jedoch auch anders ausgebildet sein. Ein freies Ende einer aufgesteckten Nuss kann geformt sein, mit einem anzutreibenden Bauteil (beispielsweise einem Befestigungselement wie einer Schraube oder einer Mutter) in Eingriff gebracht zu werden, um auf das Bauteil ein Drehmoment zu übertragen.The
Wie anhand von
Gemäß
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Wie in
In dem Ausführungsbeispiel gemäß
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Gemäß
Mit dem dargestellten Drehwerkzeug 100 ist ein Schnelllösemechanismus für eine auf einen Abtrieb 132 aufgesteckte Nuss bereitgestellt. Ferner ist ein vollständig versiegeltes Werkzeuggehäuse 186 bereitgestellt, das ein unerwünschtes Eindringen von Staub oder dergleichen verhindert. Eine Umschaltung zwischen einem Linksgang (siehe Bezugszeichen 191) und einem Rechtsgang (siehe Bezugszeichen 193) ist per Knopfdruck ermöglicht. Die Lichtquelle 110 ermöglicht eine Beleuchtung eines Arbeitsgebiets des Drehwerkzeugs 100.The
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "comprising" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality. Furthermore, it should be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting.
Claims (35)
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